12.3.1. Склад пластмас

Матеріали, що містять у своєму складі полімери і мають пластичність на певному етапі виробництва, що повністю втрачається після затвердіння полімеру, називаються пластмасами.

Полімерна речовина - найдорожчий компонент пластмас, що є основою композиції й багато в чому визначає фізико-технічні властивості пластмас: теплостійкість, хімічну стійкість, міцність та деформативні характеристики.

Окрім полімерів до складу пластмас входять інші найважливіші складові:

- наповнювачі - значно зменшують витрату полімерної речовини і тим самим знижують вартість матеріалу, підвищують теплостійкість, опір розтяганню. Функції наповнювачів у пластмасах виконують порошки органічного й неорганічного походження, волокна, тканини, деревний шпон;

- пластифікатори - підвищують еластичність полімеру, знижують крихкість;

- стабілізатори - сприяють збереженню властивостей пластмас у процесі експлуатації, запобігають їхньому ранньому старінню.

- барвники - застосовують для надання полімерній композиції декоративного вигляду. Для цих цілей використовують пігменти органічного й мінерального походження.

12.3.2. Властивості пластмас

Позитивні властивості пластмас:

• мала густина (від 20 до 2200 кг/м³);

• високі міцнісні характеристики (від 120 до 420 МПа);

• низька теплопровідність;

• корозійна стійкість;

• мала стиранність;

• здатність забарвлюватися в різні кольори;

• можливість одержання прозорих композицій;

• технологічність;

негативні властивості пластмас:

• низька теплостійкість;

• мала твердість;

• високий коефіцієнт термічного розширення ;

• горючість із виділенням шкідливих газів;

• токсичність при експлуатації і виробництві;

12.4. Технологія виробництва пластмас

Вироби з пластмас одержують з використанням різних прийомів, при виборі яких визначальним фактором є природа полімеру й вид наповнювача. Основними прийомами переробки пластмас є:

- пряме пресування просоченої гарячими смолами основи (тканини, деревного шпону, паперу) у кілька шарів (листові пластики) або полімерного прес- порошку (плитка для підлог) у гідравлічних пресах, що обігрівають, зазначений спосіб застосовується в основному при переробці термореактивних полімерів і композицій на їхній основі;

- лиття просте, при якому рідка композиція заливається у форму і твердне в результаті реакції полімеризації або охолодження (оргскло, плитки для підлоги та інші вироби з полікапролактаму й поліметилметакрилату);

- лиття під тиском, застосовують при виготовленні пластмас на основі термопластичних полімерів: полістиролу, ефірів целюлози, поліетилену. Полімер у в'язкотекучому стані під тиском впорскується у форму, охолоджувану водою;

- екструзії або продавлювання пластичної маси через насадку певного розміру й форми (плінтуси, поручні для сходів, рейки, герметизуючі й ущільнюючі прокладки для вікон).

Застосовують екструзійні машини двох типів: шнекові та шприц-машини. В екструдер масу подають у вигляді гранул, бісеру чи порошку. Розм'якшують за рахунок тепла, яке надходить від спеціально встановлених нагрівачів (рис. 12.1).

Рис. 12.1. Схема формування методом екструзії:

1 — бункер завантаження; 2 — шнек; 3 — головка; 4 — калібрувальна насадка; 5 — пристрій для витягування; 6 — дорн; 7 — фільтр;

- промазки верхньої поверхні просоченого полотна основи (паперу, тканини, склотканини) пастоподібною полімерною масою з наступним глибоким нанесенням малюнка;

- вальцево-каландровим, що складається з ретельного перемішування компонентів на вальцях, наступної прокатки пластичної маси між двома обертовими в різні сторони валками із зазором, що визначає товщину майбутнього виробу (рис. 12.2, 12.3).

За характером роботи вальці бувають періодичної і безперервної дії, а за способом регулювання температури такі, що обігріваються (при переробці маси), та такі, що охолоджуються (на стадії формування готового полотна). Вальці, на яких відбувається остаточне оздоблення поверхні і калібрування, повинні мати гладеньку відполіровану поверхню. Однорідність отриманих матеріалів забезпечується не тільки якісною переробкою сировини, але й тим, що вона здійснюється при підвищеній температурі.

Рис. 12.2. Схема розташування валків: a - Г-подібний каландр; б — Z-подібний каландр

Рис. 12.3. Схема вальцювання:

а — завантаження маси; б — вальцювання; в — перехід маси на один валок; г — зрізування маси; 1,3 — валки; 2 — маса, що переробляється; 4 — ніж для зрізування відформованого шару

Цей метод переробки дозволяє отримати нескінченне полотно заданої ширини та товщини і використовується для виготовлення рулонних, плівкових та листових полімерних матеріалів із термопластичних композицій.

- вспінювання полімерної маси за рахунок інтенсивного механічного перемішування в сполученні з дією перегрітої пари з наступним швидким охолодженням, заливанням і фіксуванням пористої структури виробу (пінопласти).